Ausgabe - VGB PowerTech Journal 3/2017

Editorial: Neue Perspektiven für die Kraftwerkschemie

Mehmet Topeli

Seit dem letzten Jahrzehnt steht die Stromerzeugung aus fossilen Energieträgern unter massivem Wettbewerbsdruck der hoch subventionierten Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Zudem durchlebt die Stromwirtschaft seit der Katastrophe im Kraftwerk Fukushima Daiichi im Jahr 2011 eine permanente (R)Evolution.[weiter...]

Der Wert von Flexibilität für fossile Kraftwerke unter den Rahmenbedingungen des Strommarktes 2.0

Sascha Lüdge

Die aktuelle Situation des deutschen Energiemarktes anhand der Entscheidungen und der Zielstellungen aus den 1990er Jahren wird bewertet. Die Entwicklungen werden mit entsprechenden Veränderungen in der Energienachfrage und der Preisentwicklung verglichen. Anhand des Indikators Redispatch wird die Netzstabilität unter den veränderten politischen Rahmenbedingungen untersucht. Von dieser Ausgangslage richtet der Artikel einen Blick in die Zukunft. Die fossil-befeuerten Kraftwerke werden mit besonderem Fokus auf der Flexibilität betrachtet.

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Maßnahmen zur Sicherstellung des flexiblen Einsatzes von Dampfturbosätzen und Erfahrungen

Marco Redieß, Alette Bläser, Frank Golde, Frank Günther und Hans-Peter Tielsch

Lausitz Energie Kraftwerke AG betreibt 14 Kraftwerksblöcke mit einer Gesamtbrutto­leistung von rund 9.000 MW zur Verstromung von Braunkohle. Diese Anlagen wurden für den Grundlastbetrieb spezifiziert, ausgelegt und bisher betrieben. Beim zunehmenden flexibleren Einsatz der Dampfturbosätze sind technische Maßnahmen erforderlich, die einen sicheren und wirtschaftlichen Betrieb ermöglichen. Sie betreffen z.B. Ventilationsüberwachungen mit Schutzfunktion für die HD- und ND-Teilturbinen sowie neue Anforderungen an die Schwingungsüberwachung.

Zustandserfassung des Zwischenüberhitzers 1 im Kraftwerk Schwarze Pumpe mittels innovativer und effizienter Messtechnik

Thomas Porsche, Andreas Mengel, Jens-Uwe Neumann, Patrick Kozlowski und Lars Barkowski

Vorgestellt wird er Einsatzes einer, für den europäischen Raum, neuen zerstörungsfreien Prüftechnologie im Bereich von konventionellen Braunkohlekraftwerken. Nach einer Schädigung führten Forderungen nach einer hohen Anlagensicherheit und -verfügbarkeit zu der Notwendigkeit einer großflächigen, zerstörungsfreien Zustandsbewertung von Berührungsheizflächen. Durch den Einsatz der Fernfeldtechnik konnte dieser zeitliche Umfang deutlich reduziert werden. Gleichzeitig war eine Reduzierung der Kosten möglich. Das angewandte Messverfahren weist geringere Messfehler auf als die konventionelle Ultraschallmessung.

Erfahrungen der EDF mit Erosionen an Endschaufelabrisskanten von Niederdruckturbinen im flexiblen Betrieb

Hamza Heddoun und Jean-Marc Richard

Aufgrund veränderter Betriebsweisen von fossil-befeuerten Kraftwerken der EDF wurden als neues Problem größere Erosionen an Endschaufelabrisskanten erkannt. Zur Bearbeitung wurden ausführliche 3D-Berechnungen durchgeführt, welche mit realen Schaufelvibrationsmessungen abgeglichen wurden. Dieser Ansatz erlaubt es, ein Kriterium für den Erosionsvorgang und somit für dessen Vorverfolgung zu ermitteln.

Konzept für das Online-Monitoring der Kraftwerkschemie in Eskoms neuen Kohlekraftwerken Kusile und Medupi

Ken Galt

Der südafrikanische Energieversorger Eskom baut derzeit seinen Erzeugungspark aus. Dies umfasst auch die zwei Kohlekraftwerke an den Standorten Medupi und Kusile. In den beiden Neubauanlagen wird zur Optimierung der Wasser-Dampf-Chemie ein umfassendes Online-Monitoring eingesetzt werden. Die Signale aus dem Online-Monitoring werden in das Regel- und Steuersystem des Kraftwerks eingebunden und stehen über ein Expertensystem verbunden den Kraftwerkschemikern zur Verfügung.

13 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der Chemie für ein Kohlekraftwerk und anstehende Herausforderungen

Mehmet Topeli und Ceren Davutluoglu

Vorgestellt werden zwei für den Betreiber wichtige Herausforderungen sowie dafür entwickelte Lösungen aus dem Bereich der Chemie von zwei 660-MW-Kohlekraftwerken in der Türkei. Hierbei ist besonders zu beachten, dass Hersteller und Betreiber unterschiedliche Sichtweisen für die Perspektiven ihrer Technologie besitzen. Betreiber sind hier aufgrund der zu erwartenden technischen Laufzeiten ihrer Anlagen auf deutlich hohe Zeiten ausgerichtet; Hersteller sehen sich eher Garantiezeiten verpflichtet.

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Regeneration von SCR-Katalysatoren – Untersuchung verschiedener Einflussfaktoren auf den Nassreinigungsprozess

Anne Wiesel, Anja Schuster und Herwig Maier

Bereits seit Mitte der 1990er Jahre ist die Ergründung von Deaktivierungsmechanismen bei SCR-Katalysatoren ein wichtiges Thema. Ziel ist zum einen die Vermeidung ungeplanter Blockstillstände durch plötzliches Versagen der SCR-Anlage und zum anderen, Methoden und Verfahren zu entwickeln, um die Aktivität erschöpfter Katalysatoren wieder anzuheben. In einer Technikumsanlage am Kraftwerksstandort Altbach wurden in den letzten Jahren umfangreiche Untersuchungen zur weiteren Optimierung eines Verfahrens zur Katalysatorregeneration durchgeführt.

Deaktivierung von SCR-Katalysatoren mittels Kalium: Eine Studie zu möglichen Alkali-Hemmern

Brian Kjærgaard Olsen, Frauke Kügler, Francesco Castellino, Leonhard Schill, Rasmus Fehrmann und Anker Degn Jensen

Die Verwendung von Beschichtungen zum Schutz von auf Vanadium basierenden SCR-Katalysatoren gegen Kaliumvergiftung wurde durch Experimente im Labor- und Pilotanlagenmaßstab untersucht. Die Fähigkeit der Grenzschicht, die Diffusion von Kalium zu verhindern, wurde damit getestet. Magnesiumoxid erwies sich als effektivste Kaliumbarriere. Die Beschichtung eröffnet zudem Potenzial für eine weitere Optimierung.

Vergleich von Kationenaustauscherharz und Elektrodeionisierung mit dem Verfahren AMI CACE in der Anwendung in Kraftwerken

Manuel Sigrist

Die Leitfähigkeitsmessung nach einem Kationenaustauscher in Kraftwerken mit Dampfturbinen wurde in den 1950er Jahren von Larson und Lane eingeführt. Aufgrund der Einfachheit des Messprinzips, der Empfindlichkeit gegenüber ionischen Verunreinigungen und ihrer hohen Zuverlässigkeit ist die Leitfähigkeitsmessung nach starksaurem Kationenaustauscher (CACE) der wohl häufigste online gemessene Parameter der Chemie in Wasser-Dampfkreisläufen. SWAN hat die Anwendbarkeit der Elektrodeionisierung (EDI) als Ersatz für das herkömmliche Kationenaustauscherharz untersucht und auf dieser Basis ein neues Leitfähigkeitsinstrument entwickelt.

Fachgutachten über BVT-assoziierte Emissionswerte für Quecksilberemissionen in die Luft aus bestehenden Braunkohlekraftwerken mit Kohlenstaubfeuerung im LCP BREF-Überarbeitungsverfahren

Alfons Kather

Die BVT-assoziierten Emissionswerte (BAT-AELs) für Quecksilber (Hg) in die Luft aus bestehenden Braunkohlekraftwerken mit einer Feuerungswärmeleistung (MWth) ≥ 300 sind im endgültigen LCP BREF Entwurf als Jahresmittelwerte zwischen < 1 und 7 μg/Nm3 festgelegt. Unter Berücksichtigung der Ergebnisse dieses Gutachtens sollte der Bereich für die neuen Hg-BATAELs für bestehende Braunkohlekraftwerke mit Kohlenstaubfeuerung zwischen 5 und 9 μg/Nm3 festgelegt werden, wenn der Hg-Gehalt der trockenen Braunkohle weniger als 0,22 mg/kg beträgt. Höhere Quecksilbergehalte als 0,22 mg/kg im trockenen Brennstoff sind im Rahmen des Genehmigungsverfahrens der betroffenen Anlage zu berücksichtigen.

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Messung der technischen IT-Sicherheit in Energieversorgungs­anlagen zur Erfüllung des IT-Sicherheitsgesetzes

Franka Schuster, Andreas Paul und Hartmut König

Aufgrund der hohen Bedeutung für die Versorgung der Gesellschaft sollte jeder Betreiber einer kritischen Infrastruktur in der Lage sein, belastbare Angaben zur IT-Sicherheit seiner Anlagen zu machen. Mit der Einführung des IT-Sicherheitsgesetzes ist dem nun sogar per Gesetz Rechnung getragen worden. Die im Gesetz enthaltene Änderung des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) sowie der existierende IT-Sicherheitskatalog für Energienetze und der noch ausstehende für Erzeugungsanlagen zwingen Betreiber zukünftig zur regelmäßigen Messung und Darlegung ihres aktuellen IT-Schutzes.

Flammloser Brenner im Megawattbereich für Kohle

Joachim G. Wünning

Flammenlose Brenner werden häufig in erdgasbeheizten Industrieöfen eingesetzt um dort geringe Stickoxidemissionen auch ohne eine Abgasnachbehandlung zu erreichen. Durch die Technik der Flammlosen Oxidation – FLOX kann die Bildung thermischer Stickoxide wirksam unterdrückt werden. Diese Technik auch für Kohleverbrennung einzusetzen wurde früh überlegt. Über die bislang erfolgten Forschungs- und Entwicklungsprojekte zu diesem Thema soll hier berichtet werden.